Американские ученые установили, что мужская Y-хромосома, которая передается от отцов сыновьям, использует уникальный процесс для восстановления повреждения своих генов. Это открытие указывает на несостоятельность теории о том, что в конечном счете мужчины перестанут существовать.
До сих пор ученые не до конца понимали строение и функцию мужской Y-хромосомы - одной из сорока шести человеческих хромосом, представляющих собой длинные цепочки ДНК, в которых содержатся многочисленные гены.
С точки зрения некоторых биологов, будущее Y-хромосомы было довольно сомнительно. И вот почему: в ходе эволюционного развития за последние 300 миллионов лет число содержащихся в ней генов, которое первоначально составляло около полутора тысяч, значительно сократилось. В связи с этим ученые полагали, что гены Y-хромосомы не играют никакой роли для биологии мужского организма.
К тому же Y - единственная непарная хромосома, и поэтому она лишена источника для исправления вызванных мутациями генных дефектов и для регенерации своих поврежденных фрагментов. Все остальные хромосомы, которые мужчины и женщины передают последующим поколениям, - парные.
Некоторые ученые считали, что неспособность Y-хромосом исправлять последствия мутаций является причиной значительного сокращения числа содержащихся в них генов. Они опасались, что через несколько миллионов лет это может привести к полному исчезновению мужчин.
Однако Дэвид Пейдж, сотрудник Института биомедицинских исследований имени Уайтхеда в Кембридже, штат Массачусетс, настроен оптимистично настроен относительно будущего Y-хромосом. Проведенные под его руководством исследования позволили установить ее структуру и выявить механизм, лежащий в основе сохранения ее целостности. «Мы как бы защитили честь Y- хромосомы, которой в последние сто лет наносились многочисленные оскорбления», - сказал доктор Пейдж.
Анализ Y-хромосом человека и высших приматов, проведенный научной группой д-ра Пейджа, показал, что их генетический материал гораздо более интересен, чем ученые полагали раньше.
Сотрудник Национальных институтов здоровья Фрэнсис Коллинз, который возглавлял проект по составлению карты человеческого генома, считает, что результаты исследований структуры мужской Y-хромосомы полностью отметают идею о ее так называемой «порче»: «В биологии и генетике человека, - сказал он, - последовательность нуклеотидов выявляет удивительные и неожиданные повороты, объясняющие, почему Y-хромосома выживет, вместо того чтобы попасть на свалку эволюционной истории, как это предсказывали многие ученые».
Во-первых, оказалось, что Y-хромосома имеет больше генов, чем считалось ранее, а именно семьдесят восемь, но только шестьдесят из них ответственны за выработку спермы. Ученые установили, что многие гены мужской хромосомы расположены попарно, что позволяет им осуществлять обмен генетическим материалом. «В большинстве случаев, - говорит д-р Пейдж, - подобный механизм обеспечивает устранение мутаций, что позволяет восстановить генный дефект. Нам удалось обнаружить на Y-хромосоме многочисленные гены, кодирующие выработку спермы, но интересно то, что почти все из них расположены попарно. Мы полагаем, что именно это обеспечивает данную хромосому здоровыми генами, необходимыми для воспроизведения рода».
Доктор Пейдж считает, что бытовавшие ранее представления об Y-хромосоме как о постепенно вымирающем отрезке ДНК, не соответствуют действительности. По его мнению, после происшедшего сотни миллионов лет назад спаривания с женской X-хромосомой мужская хромосома сумела успешно адаптироваться. В процессе эволюции она утратила многочисленные ненужные ей гены, оставив лишь те, которые необходимы для выработки спермы и осуществления других функций, присущих мужчинам».
Исследования Дэвида Пейджа и его коллег, результаты которых опубликованы в журнале «Nature», позволили лучше понять проблемы мужской плодовитости, но не объяснили функции остальных генов Y-хромосомы. Ученые полагают, что исследования, о которых мы вам рассказали, дадут толчок многочисленным новым изысканиям.